[发明专利]可用于低渗透油藏的阴阳体系表面活性剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于低渗透油藏的阴阳体系表面活性剂及制备方法。

背景技术

随着世界能源需求的增加,石油的合理开发利用已引起人们的极大重视，在能源日趋紧张的今天，提高采收率已成为石油开采研究的重大课题，水驱后约有2/3的油滞留在较细的或喉径较窄的毛细孔道中，处于高分散状态，因油水间的界面张力约30mN/m，要驱替这部分油，单靠增大压差难度很大。因驱动所需压差为9806.7Kpa，而注水时压差仅为196.1～392.3Kpa，远小于驱动压差。

化学驱是三次采油的主要方法。针对低渗透油藏通过化学驱提高采收率的可行性研究表明，化学驱同样可以用于低渗油藏提高原油采收率。低渗油藏具有低孔低渗的特点，存在启动压力梯度。对低渗油藏而言，表面活性剂具有降低界面张力、改变润湿性、引起乳化作用、减少岩石颗粒对油的吸附力，增加油在水中溶解度，降低原油的粘度，减少启动压力梯度，增加原油可流动性等作用。目前国内驱油用表面活性剂的筛选主要依据其降低油水界面张力的能力，通常使用的表面活性有阴离子表面活性剂，如石油磺酸盐、烷基磺酸盐、烯基磺酸盐和木质素磺酸盐等。使用阳离子表面活性剂的亦有报道，如中国专利CN 1528853、CN 1817431、CN 1066137等相继报道了双酰胺型阳离子型、含氟阳离子型及含吡啶基阳离子双子表面活性剂，但由于阳离子具有吸附损耗大、成本高等缺点，限制了其在油田现场的使用。国外研究报道的微乳液驱油，如Kraft等考察了在水质矿化度高达220 g/L的条件下，5%聚氧乙烯醚烷基羧甲基钠的微乳体系相态、相变温度(PIT)规律和界面张力，结果表明，该表面活性剂在95℃下3周内基本不分解，吸附损失0.4 mg/g，且无明显的色谱分离，但由于表面活性剂使用量大、成本高，微乳液驱油作为驱油剂受到了限制。

复配表面活性剂在三次采油中的应用主要为阴离子与非离子复配表面活性剂，在使用中往往需要加入助剂碱，以达到超低油/水界面张力，但由于非离子的耐温性能较差，往往在高温时即失去作用。不同阴离子表面活性剂复配后作为驱油用表面活性剂也有报导，如中国专利CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂/聚合物二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的复合表面活性剂，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100%，烷基磺酸盐0～50%，羧酸盐0～50%，烷基芳基磺酸盐0～35%，低碳醇0～20%，该面活性剂活性差、驱油效率低，表面活性剂体系过于复杂。阴阳离子复配表面活性剂亦是学者们热衷研究的课题。由于两者接近等比例混合时其水溶液容易形成沉淀，从而导致阴阳离子表面活性剂混合体系在应用中收到限制，如北京大学化学系赵国玺等（见《日用化学工业》1997年第2期，1～3）研究认为阴阳离子表面活性剂混合体系普遍具有浊点现象，显示非离子表面活性剂的特点；但阴阳离子表面活性剂混合体系水溶液又具有很多优良性质, 如无锡轻工大学邹利宏等（见《日用化学工业》2001年10月第5期，37～40）综合介绍了阴- 阳离子表面活性剂复配体系在各种物化性能的增效效应, 例如降低表面张力的效能、表面张力的效率、降低临界胶束浓度的能力、改善表面吸附的能力, 以及这些增效效应在去污、增溶、泡沫、润湿、乳化等方面的应用，讨论了提高阴阳离子表面活性剂之间的可配伍性之对策, 诸如采用非等摩尔比复配、在离子型表面活性剂中引入聚氧乙烯链及加入非离子或两性表面活性剂进行调节等手段以优化配方性能和提高综合经济效益；黄宏度等（见《石油天然气学报》2007年8月第29卷第4期，101～104）研究了石油磺酸盐、石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐等阴离子表面活性剂与十六烷基三甲基溴化铵、碱复配体系的界面张力并发现：阳离子表面活性剂的加入使石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐的界面活性得到改善。

上述研究结果表明，阴阳离子表面活性剂复合体系具有良好的降低表面张力等效能，但前者研究结果未涉及到油水界面性能的研究，而后者在体系中依然采用了碱，从而无法避免碱对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道及破乳困难等问题。因此，针对高温低盐低渗透油藏，我们理应寻求一种在高温 (地层温度大于80℃)下结构稳定，并能与原油形成10^-2～10^-4mN/m低界面张力的阴阳体系表面活性剂。本发明所述的正是这种适用于低渗透油藏的阴-非离子与阳离子表面活性剂形成的阴阳体系表面活性剂及制备方法。

发明内容